BAB III TEORI IKATAN VALENSI
Deskripsi Singkat
Bab ini membahas: Pembentukan ikatan, geometri dan sifat magnetik senyawa kompleks ditinjau dari Teori Ikatan Valensi. Berdasarkan teori ini orbital-orbital atom atau ion pusat sebelum menerima pasangan elektron bebas dari ligan akan mengalami hibridisasi.
Teori ikatan valensi dikembangkan oleh Pauling. Berdasarkan teori ini senyawa koordinasi dibentuk dari reaksi antara asam Lewis (atom/ion pusat) dgn basa Lewis (ligan) melalui ikatan kovalen koordinasi antara keduanya. Di dalam senyawa koordinasi atau senyawa kompleks atom atau ion pusat memiliki bilangan koordinasi tertentu.
Geometri senyawa koordinasi dengan bilangan koordinasi k oordinasi 2, 3, 4 dan 6 diberikan pada table di bawah ini. Tabel 3.1 Geometri senyawa kompleks dengan beberapa bilangan koordinasi Bilangan Koordinasi
Geometri
Contoh
2
Linear
[Ag(NH3)2]+, [Cu(CN)2]-
3
Segi tiga datar
[HgCl3]-, [AgBr(PPh3)2]
4
Tetrahedral
[FeCl4]2-, [Zn(NH3)4]2+
4
Bujur sangkar
[Ni(CN)4]2-, [Pt(CN)4]2-
5
Trigonal bipiramidal
[CuCl5]3-, [Fe(CO)5]
6
Octahedral
[CoF6]3-, [Fe(CN)6]3-
Berdasarkan TIV, geometri dari senyawa kompleks berhubungan erat dgn geometri orbital-2 dari atom/ion pusat yg digunakan dalam pembentukan ikatan. Dari contoh pada tabel 3.1, tampak bahwa geometri senyawa/ion kompleks tsb tidak ada yang menyerupai geometri 3 orbital p , atau geometri 5 orbital d . Dpt disimpulkan bahwa dalam pembentukan ikatan kovalen koordinasi atom/ion pusat menggunakan orbital-orbital hibrida yg dibentuk melalui proses hibridisasi.
Hibridisasi adalah proses pembentukan orbital-orbital hibrida dgn tingkat energi yg sama dari orbital-orbital atom yg jenis dan tingkat energinya berbeda. Jumlah orbital hibrida yg terbentuk adalah sama dgn jlh orbital atom-atom yg terlibat dlm hibridisasi. Berikut diberikan contoh hibridisasi orbitalorbital atom atau ion pusat beserta geometri orbital-orbital hibrida yang diperoleh:
Hibridisasi
Orbital Atom Yang Terlibat
Geometri Orbital Hibrida
Contoh
sp
1 orbital s dan 1 orbital p
Linear
[Cu(CN)2]-, [Ag(NH3)2]+
sp2
1 orbital s dan 2 orbital p
sp3 dsp2
dsp3 atau sp3d
d 2sp3 atau sp3d 2
1 orbital s dan 3 orbital p 1 orbital d 1 orbita s dan 2 orbital p 1 orbital d 1 orbita s dan 3 orbital p 2 orbital d 1 orbita s dan 3 orbital p
[HgCl3]-, [AgBr(PPH3)2] Segitiga datar [FeCl4]2-, [Zn(NH3)4]2+ Tetrahedral Bujursangkar
[Ni(CN)4]2-, [Cu(NH3)4]2+
trigonal bipiramidal
[CuCl5]3-, [Fe(CO)5]
oktahedral
[CoF6]3-, [Fe(CN)6]3-
Dalam menjelaskan pembentukan ikatan pada senyawa kompleks, orbital-orbital hibrida dari atom/ion pusat digambarkan dengan kotak, lingkaran atau garis. Berikut diberikan contoh-contoh pembentukan ikatan pada senyawa kompleks dengan bilangan koordinasi 2 sampai 6.
Contoh 1: Ion Kompleks [Cu(CN)2]-
Konfigurasi elektron dari: 3d
4s
4p
3d
4s
4p
3d
4s
4p
= [Ar]
Keadaan dasar atom Cu
= [Ar]
Keadaan dasar ion Cu +
= [Ar]
Hibridisasi ion Cu +
Hibridisasi sp
[Cu(CN)2]-
= [Ar]
Dua pasang elektron bebas didonorkan oleh 2 ligan CN -
Contoh 2. senyawa kompleks [AgBr(PPh 3)2
Konfigurasi elektron dari : Keadaan dasar atom Ag
Keadaan dasar ion Ag+
Hibridisasi ion Ag+
4d
5s
5 p
4d
5s
5p
4d
5s
5 p
= [Kr]
= [Kr]
= [Kr] Hibridisasi sp2
[AgBr(PPh3)2]
= [Kr] 3 pasang elektron bebas didonorkan oleh 1 ligan Br- dan 2 ligan PPh 3
Pertanyaan yang sering muncul adalah: “Kapan elektron-elektron yang ada pada orbital d ion pusat dipasangkan dan kapan tidak dipasangkan?” Dipasangkan atau tidaknya elektron-elektron tersebut tergantung pada fakta eksperimen yang ada. Apabila dari eksperimen diperoleh bahwa suatu senyawa/kompleks bersifat diamagnetik maka atom atau ion pusat yang ada: (1) memiliki orbital d atau atau orbital lain telah terisi penuh penuh (2) memiliki orbital d atau atau orbital lain yang belum terisi penuh ttp semua elektron yg ada dlm keadaan berpasangan.
Pada kasus nomor 2 dlm menjelaskan pembentukan ikatan kovalen koordinasi antara ligan dgn atom/ion pusat dilibatkan tahap eksitasi. Eksitasi ini cenderung terjadi apabila ligan yg ada merupakan ligan kuat seperti CN-, akan tetapi faktor yg mempengaruhi eksitasi tidak hanya jenis ligan. Diantaranya adalah jumlah ligan, jenis ion/atom pusat dan geometri kompleks yang ada.
Pertanyaan lain yang muncul: “apakah dgn terjadinya eksitasi akan selalu dihasilkan kompleks yg bersifat diamagnetik?”
Tidak selalu kompleks yang terjadi bersifat diamagnetik. Apabila jumlah elektron pada orbital d atom atau ion pusat yang ada adalah 3, 4, 5 atau 7 maka meskipun terjadi eksitasi kompleks yang terbentuk tetap bersifat paramagnetik seperti contoh berikut.
Contoh 7 : ion kompleks [Fe(NH3)6]3+ Konfigurasi elektron dari :
Keadaan dasar atom Fe
Keadaan dasar ion Fe3+
3d
4s
4p
3d
4s
4p
3d
4s
4p
3d
4s
4p
= [Ar]
= [Ar]
Keadaan tereksitasi ion Fe3+= [Ar]
Hibridisasi ion Fe3+
= [Ar]
Hibridisasi d2sp3
[Fe(NH3)6]3+
= [Ar] 6 Pasang Elektron Bebas didonorkan oleh 6 Ligan CN
Contoh 3. Ion kompleks [NiCl 4]2-
Konfigurasi elektron dari: Keadaan dasar atom Ni
Keadaan dasar ion
Ni2+
Hibridisasi ion Ni+
3d
4s
4p
3d
4s
4p
3d
4s
4p
= [Ar]
= [Kr]
= [Kr]
Hibridisasi sp2
[NiCl4]2-
= [Ar]
4 pasang elektron bebas didonorkan oleh 4 ligan Cl -
Contoh 4. ion kompleks [CoF6]3Konfigurasi elektron dari: Keadaan dasar atom Cu
Keadaan dasar ion Cu2+
Hibridisasi ion Cu2+
4d
5s
5 p
3d
4s
4 p
3d
4s
4 p
= [Ar]
= [Ar] 4d
= [Ar] Hibridisasi sp3d
[CuF6]3-
= [Ar] 5 pasang elektron bebas didonorkan oleh 5 ligan Cl-
Contoh 5. ion kompleks [CoF 6]3Konfigurasi elektron dari: 3d
4p
= [Ar]
Keadaan dasar atom Co Keadaan dasar ion Co3+
Keadaan tereksitasi ion
4s
3d
4s
4p
3d
4s
4p
3d
4s
4p
= [Ar]
Co3+
Hibridisasi ion Co3+ [CoF6]3-
= [Ar]
= [Ar] Hibridisasi d2 sp3 = [Ar]
6 pasang elektron bebas didonorkan oleh 6 ligan NH3
Kompleks [Co(NH3)6]3+ bersifat diamagnetik karena semua elektron yang ada sudah berpasangan. Pada ion [Fe(NH3)6]3+ terdapat sebuah elektron yang tidak berpasangan pada orbital d ion pusat sehingga kompleks tersebut bersifat paramagnetik.
Kelemahan TIV yaitu: • Tidak dapat menjelaskan gejala perubahan perubahan kemagnetan kemagnetan senyawa kompleks karena perubahan temperatur. • Tidak dapat menjelaskan warna atau spektra senyawa kompleks • Tidak dapat menjelaskan kestabilan senyawa kompleks
B. Soal-Soal Latihan 1.
2.
3.
Jelas elaska kan nm me eng ngap apa a io ion kom kompl plek eks s [Ni [Ni(N (NH H 3)4]2+ bersifat paramagnetik sedangkan [Ni(CN) 4]2bersifat diamagnetik. Berikan geometri dari ion-ion kompleks tersebut. Ion-ion ko kompleks [FeCl6]3- dan [Fe(CN)6]3- bersifat paramagnetik. Sebuah ion merupakan kompleks dengan spin tinggi, sedangkan yang lain merupakan kompleks dengan spin rendah. Tunjukkan ion-ion tersebut dan jelaskan faktafakta yang ada. Pada senyawa kompleks [Pt(NH 3)4][CoCl4] sebuah ion bersifat diamagnetik sedangkan ion yang lain bersifat paramagnetik. Jelaskan fakta tersebut dan berikan geometrinya.
